2014-10-31科學 很好的一個問題。 在配電行業中,把系統出現短暫的低電壓或者失壓叫做電壓凹陷。當出現電壓凹陷時,電器會發生什麽問題呢? 先看電機類,例如空調機組、冰箱等等。電壓出現凹陷後,因為電機的轉矩與電壓的平方成正比,故可知電機的轉矩會受到很大的影響。當電機的轉速因為失壓而下降到一定程度後,電壓又恢復正常,於是電機的轉速會迅速上升,這將給某些負荷帶來巨大的機械沖擊。 一般來說,250毫秒是一個關口。小於250毫秒的電壓凹陷,電壓恢復後可繼續執行;對於大於250毫秒的電壓凹陷,電壓恢復後則不允許電機繼續執行,必須停機後再起動。 我們來設想,在工業環境下有諸多電動機正在執行。若發生了較長時間的電壓凹陷,這時會出現兩種現象: 第一種現象:母線殘壓。 電壓出現凹陷,由於電動機還在旋轉,因此電機定子繞組會向系統母線回饋電流,而且此回饋電流的頻率隨著電機轉速的降低,也逐步下降。 第二種現象:電壓正常後的電機起動電流。 電壓正常後所有的電機都同時起動或者加速,由於電機的起動電流遠大於額定執行電流(大約4到8.4倍),電力變壓器無法提供如此之大的能量,於是端電壓大幅跌落,等效於擴大了影響面。 在供配電行業裏,把配電系統出現的最大沖擊電流稱為尖峰電流 低壓進線斷路器必須確保在出現尖峰電流時,不會跳閘保護。 家用電器是否會出現尖峰電流?答案是否定的,因為家庭內部用電負載的數量很少,尖峰電流的強度和規模要小得多。 我們再來看看短路。短路的時長一般在數毫秒到數十毫秒,一級配電系統的電壓基本不變,但二級和三級配電系統中發生短路時,將發生較大振幅的電跌落。居家配電屬於三級配電系統 一級配電系統的電壓U在短路瞬間基本不變,這是因為電源阻抗z小於系統短路阻抗Z的1/50,故U=E/(1+z/Z)=0.98E。 當二級和三極配電路線發生短路時,電源側的斷路器一般會在15到20毫秒內跳閘。這段時間,用電負荷事實上處於欠壓執行狀態,而電器的欠壓保護一般要1秒後才動作,因而電器應當處於欠壓執行狀態;如果短路發生在電器的內部,則因為短路點發生強熱和電弧。雖然電弧能夠對電流起到限流作用,但仍將對電器產生強烈的內部燒蝕作用。此時電器應當已經停止工作 總之,電壓凹陷不會影響到家用電器的工作,除非欠壓或者失壓時間過長,電器內部的欠壓保護動作切斷路線。 再看電機的起動情況: 設電機剛開始載入電源,而電機的轉子還未旋轉,這時流過電機的電流很大,大約為額定電流的14倍,我們把它稱作起動沖擊電流;當轉子開始旋轉後,電機的電流大約為4到8.4倍額定電流,我們把它稱作起動電流;起動結束,當然電機電流也回歸到額定電流。 當出現電壓凹陷時,由於電機的轉速與電壓的平方成正比,故電機轉子轉速必然下降;當電壓恢復後,電機電流陡然增大而產生沖擊,包括對電源的沖擊,以及對負荷的沖擊。特別地,企業中大量的電機若在電壓凹陷恢復後同時起動或者加速,則電源電壓值有可能再次跌落。 由此可知,凡帶有電機的電器,電壓凹陷是會帶來很大的影響的。這種電器包括空調、冰箱等等。 至於照明,我們現在已經不再使用白熾燈,而是使用熒光燈和LED燈具。電壓凹陷對於燈具的影響不是太大,最多也只是略微暗淡一下,很快就恢復了。 燈具,尤其是可調光的燈具,是能產生三次諧波的。三次諧波的特點是三相電流之間的相位差為零,而基波三相電流之間的相位差為120度。因此在N線中,三次諧波的電流是以代數和的型式疊加,故N線電流很大,這也是GB50056【配電設計規範】中要求三次諧波含有率達到一定值的配電路線中N線必須與相線等截面的原因。對於三次諧波,我們可采取補償電容加電抗的方法來抑制。由於此內容超過題主的討論範疇,故忽略 提個問題:若系統中存在三次諧波,同時又出現了電壓凹陷,這種現象對帶有電機的電器會產生什麽影響?
很好的一個問題。 在配電行業中,把系統出現短暫的低電壓或者失壓叫做電壓凹陷。當出現電壓凹陷時,電器會發生什麽問題呢? 先看電機類,例如空調機組、冰箱等等。電壓出現凹陷後,因為電機的轉矩與電壓的平方成正比,故可知電機的轉矩會受到很大的影響。當電機的轉速因為失壓而下降到一定程度後,電壓又恢復正常,於是電機的轉速會迅速上升,這將給某些負荷帶來巨大的機械沖擊。 一般來說,250毫秒是一個關口。小於250毫秒的電壓凹陷,電壓恢復後可繼續執行;對於大於250毫秒的電壓凹陷,電壓恢復後則不允許電機繼續執行,必須停機後再起動。 我們來設想,在工業環境下有諸多電動機正在執行。若發生了較長時間的電壓凹陷,這時會出現兩種現象: 第一種現象:母線殘壓。 電壓出現凹陷,由於電動機還在旋轉,因此電機定子繞組會向系統母線回饋電流,而且此回饋電流的頻率隨著電機轉速的降低,也逐步下降。 第二種現象:電壓正常後的電機起動電流。 電壓正常後所有的電機都同時起動或者加速,由於電機的起動電流遠大於額定執行電流(大約4到8.4倍),電力變壓器無法提供如此之大的能量,於是端電壓大幅跌落,等效於擴大了影響面。 在供配電行業裏,把配電系統出現的最大沖擊電流稱為尖峰電流 低壓進線斷路器必須確保在出現尖峰電流時,不會跳閘保護。 家用電器是否會出現尖峰電流?答案是否定的,因為家庭內部用電負載的數量很少,尖峰電流的強度和規模要小得多。 我們再來看看短路。短路的時長一般在數毫秒到數十毫秒,一級配電系統的電壓基本不變,但二級和三級配電系統中發生短路時,將發生較大振幅的電跌落。居家配電屬於三級配電系統 一級配電系統的電壓U在短路瞬間基本不變,這是因為電源阻抗z小於系統短路阻抗Z的1/50,故U=E/(1+z/Z)=0.98E。 當二級和三極配電路線發生短路時,電源側的斷路器一般會在15到20毫秒內跳閘。這段時間,用電負荷事實上處於欠壓執行狀態,而電器的欠壓保護一般要1秒後才動作,因而電器應當處於欠壓執行狀態;如果短路發生在電器的內部,則因為短路點發生強熱和電弧。雖然電弧能夠對電流起到限流作用,但仍將對電器產生強烈的內部燒蝕作用。此時電器應當已經停止工作 總之,電壓凹陷不會影響到家用電器的工作,除非欠壓或者失壓時間過長,電器內部的欠壓保護動作切斷路線。 再看電機的起動情況: 設電機剛開始載入電源,而電機的轉子還未旋轉,這時流過電機的電流很大,大約為額定電流的14倍,我們把它稱作起動沖擊電流;當轉子開始旋轉後,電機的電流大約為4到8.4倍額定電流,我們把它稱作起動電流;起動結束,當然電機電流也回歸到額定電流。 當出現電壓凹陷時,由於電機的轉速與電壓的平方成正比,故電機轉子轉速必然下降;當電壓恢復後,電機電流陡然增大而產生沖擊,包括對電源的沖擊,以及對負荷的沖擊。特別地,企業中大量的電機若在電壓凹陷恢復後同時起動或者加速,則電源電壓值有可能再次跌落。 由此可知,凡帶有電機的電器,電壓凹陷是會帶來很大的影響的。這種電器包括空調、冰箱等等。 至於照明,我們現在已經不再使用白熾燈,而是使用熒光燈和LED燈具。電壓凹陷對於燈具的影響不是太大,最多也只是略微暗淡一下,很快就恢復了。 燈具,尤其是可調光的燈具,是能產生三次諧波的。三次諧波的特點是三相電流之間的相位差為零,而基波三相電流之間的相位差為120度。因此在N線中,三次諧波的電流是以代數和的型式疊加,故N線電流很大,這也是GB50056【配電設計規範】中要求三次諧波含有率達到一定值的配電路線中N線必須與相線等截面的原因。對於三次諧波,我們可采取補償電容加電抗的方法來抑制。由於此內容超過題主的討論範疇,故忽略 提個問題:若系統中存在三次諧波,同時又出現了電壓凹陷,這種現象對帶有電機的電器會產生什麽影響?